储氢材料67Mg29C3Ni1Al的放氢动力学研究

采用氢气反应球磨法,将煤基微晶碳及少量Ni和Al添加到镁粉中在1MPa氢气中球磨3h制得储氢材料67Mg29C3Ni1Al.放氢测试结果表明,温度越高,放氢速度越快,放氢量越大,数据拟舍得出放氢反应为表观一级反应.根据阿伦尼乌斯方程计算得出,在300～350℃范围内,放氢反应表观活化能为(138.0±6)kJ/mol.与储氢材料70Mg30C及纯MgH2相比,微晶碳和催化剂Ni、Al缩短了储氢材料的放氢时间,加快了放氢速度,提高了放氢量,降低了表观活化能,放氢动力学性能得到了改善.     

温度对2TiO_230C70Mg材料吸放氢性能的影响研究

金属Mg储氢密度大和资源丰富,但金属Mg吸放氢温度太高,阻碍了它在实际中的应用。因此对金属Mg改性储氢研究,必须对其吸放氢温度和储氢体系的温度变化进行测试。对前期制备的2TiO230C70Mg复合材料测试结果表明:2TiO230C70Mg复合材料的吸放氢密度受吸放氢体系温度影响较大。当储氢温度为200℃时,复合材料的储氢密度达到最大值5.1%(wt,质量分数,下同),其最佳储氢温度在200℃左右、放氢温度在330℃时,其放氢量4.9%。     

氢化镁放氢动力学的研究

无烟煤经碱熔-酸洗-碳化处理后制得了微晶碳,以微晶碳及肥煤作助磨剂,在氢气气氛下机械球磨金属镁3h,制得储氢材料氢化镁。在等温条件下用体积法进行放氢测试,根据放氢数据用Arrhenius方程计算出的放氢活化能为104.85kJ/mol。在变温条件下用程序升温脱附法测得材料的TPD曲线,用Kissinger方程和Sharp方程分别对材料的活化能进行计算。Kissinger方程求得的活化能为105.87kJ/mol;当升温速率为5,10和15℃/min时,Sharp方程求得的活化能分别为108.33,98.70和113.19kJ/mol。等温法和非等温法均可用于放氢活化能的计算,由于公式、原理、采用数据等方面的不同,求得的活化能有差异。     

MgNiCu-CrCl3充放氢性能及充氢过程中的“引燃”问题

用机械合金化的方法，通过球磨过程中的吸氧反应，将镁粉、镍粉、铜粉和氯化铬制备成纳米复合物。该纳米复合物具有较好的储氢性能，充氢容量大，充放氢速度快，放氢温度较低。揭示了其快速吸氢的原因，并首次提出了“引燃”的概念，初步研究了充氢过程中出现的引燃现象与温度及球磨时间的关系。上述复合物一般在200℃发生明显的引燃，其温度在几秒中内迅速升高到360-400℃，吸氢量也很快达到重量比5.6%，吸氢过程很快完成。     

Mg95Ni5-30wt%La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5复合物的吸放氢性能研究

先采用氢化燃烧合成法制备Mg95Ni5,然后将氢化燃烧合成产物与30%(质量分数)La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5合金进行机械球磨复合,球磨时间分别为5、10、15和20h;将Mg95Ni5的氢化燃烧合成产物直接球磨10h用于对比研究.采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及气体反应控制器研究了材料的相组成、微观形貌、颗粒化学成分以及吸放氢性能.研究表明,球磨10h的Mg95Ni5/La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.5复合物具有最佳的吸放氢性能,在373K,50s内基本达到饱和吸氢量3.78%(质量分数);在523K,1800s内放氢量为3.83%(质量分数);其起始放氢温度为425K,与Mg95Ni5相比降低了35K,吸放氢性能的改善与复合物的组织结构密切相关.此外,La0.7Mg0.36Ni2.8Co0.5的加入改善了复合物的放氢动力学性能.     

镁基复合材料(Mg-Ni-MO)的储氢性能

在充氢气条件下，用机械球磨的方法合成了（RMA）镁基纳米复合材料Mg-3Ni-2MO(质量分数，％）（MO－过渡金属氧化合：Cr2O3,MnO2,V2O5,NiO,ZnO)。研究了材料的吸氢和放氢性能，在吸放氢过程中温度的变化规律，特别是在吸氢过程中产生的引燃现象。研究了材料的组成和球磨时间对吸放氢性能的影响。结果表明，含有过渡金属氧化物的镁基纳米复合物都具有较好的吸放氢动力学性能和较低的放氢温度。     

烧结温度对La0.67Mg0.33Ni3合金气态储放氢性能的影响

采用磁场辅助烧结法(MASS)制备La0.67Mg0.33Ni3合金,研究了烧结温度对合金相结构、微观形貌及吸放氢性能的影响。结果显示,973～1123K温度下烧结的合金主相均是PuNi3型结构的(La、Mg)Ni3。活化及动力学测试表明,1023K烧结的合金经过2个循环就能完全活化并在30s内达到最大容量的90%,最大吸氢量达到1.58%(质量分数);PCT结果显示,该合金滞后系数为0.519,吸氢量为1.525%(质量分数),放氢量为1.474%(质量分数),放氢率为0.967,各项性能均为最优。     

镁基储氢材料研究现状

从镁基储氢材料体系、制备方法及其应用研究等方面对该类材料进行了综述,归纳分析了影响镁基储氢材料吸放氢性能的因素,明确了镁基储氢材料未来的研究方向。     

烟煤粘结纳米镁基储氢材料的制备及吸放氢性能

以Mg、烟煤和碳化无烟煤为原料,经H2反应球磨、热处理制备了烟煤粘结的纳米镁基储氢材料,研究了储氢材料结构及吸放氢性能,并计算了材料的吸氢动力学参数。结果表明,在600℃热处理时材料中的Mg容易与煤中的C发生反应生成Mg2C3;添加15%(质量分数)烟煤,经500℃热处理能有效粘结纳米Mg颗粒,且未见Mg2C3生成。储氢材料的吸氢速率随温度升高而增大,在2MPa H2下吸氢量在350℃达到最大值,约3.77%(质量分数),在400℃时吸氢量略有下降。根据Arrhenius公式得出储氢材料在300~350℃下吸氢的一级反应表观活化能为56.6kJ/mol H2。用TPD测定了储氢材料的放氢温度,表明材料在250℃开始放氢,388℃时达到放氢高峰。储氢材料中的C可结合少量H,该类H在加热时会以CH4等烃的形式释放出来。     

贮氢合金V3TiNi0.56Crx的充放电性能和吸放氢性能研究

以V2O5、TiO2等原料,用自蔓延高温合成法制备了钒基贮氢合金V3TiNi0.56Crx(x=0.1、0.3),用EDXRF、XRD等方法分析了合金的组织成分,用LK98BⅡ微机电化学分析系统、PCT测试仪分别测试了合金的充放电性能和吸放氢性能.结果表明:随Cr含量的增加,合金放电容量和吸氢量均降低;气态放氢平台的宽度变窄、倾斜度增加;电化学放电平台电压和气态放氢平台压力均增加;循环稳定性提高.     

镁/碳复合纳米材料制备及放氢相转化率研究

引入微晶碳与Mg、Ni等金属复合,制备了70Mg30C4Ni复合储氢材料,其储氢密度在4.56%(质量分数)以上,放氢量为4.50%(质量分数),放氢时间为8min.260℃恒温放氢在65min内可释放出77%的氢气,说明Ni对镁碳复合储氢材料放氢性能具有较好的催化作用.通过计算,其平均纳米晶粒度为27.6nm.     

B和C对Li-N-H络合氢化物储氢性能的影响

利用机械合金化方法制备了Li-N-H络合氢化物,并研究B、C作为催化剂对其储氢性能的影响. 结果表明：LiNH₂、Li₂NH为Li-N-H络合氢化物的主要储氢相,随B的加入,储氢相的非晶化程度提高. 虽然B、C的添加均使储氢量下降,但n(B)∶n(C)=1∶2的混合添加提高了有效储氢量,同时也提高吸放氢动力学性能;B的添加可有效降低可逆吸放氢温度,适当增加球磨时间,有利于提高可逆吸放氢量.     

添加剂对热压钛酸铝陶瓷性能与结构的影响

ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ四种添加剂对热压钛酸铝陶瓷力学与热学性能的影响。结果表明：引入添加剂后钛酸铝陶瓷的抗弯强度得到极大的改善，同时，由于陶瓷结构的变化，其热膨胀系数也明显增加。Ｘ射线衍射结果表明：添加剂在热压条件下与钛酸铝陶瓷发生了反应并形成固溶体。     

金属及化合物添加法对MgH2储氢性能的改进研究

近年来,氢化镁(MgH2)因具有较高的理论储氢容量而成为较有潜力的储氢材料之一,但由于MgH2在吸放氢反应过程中较差的热力学和动力学问题,抑制了它的实用化进程,因此需要对其储氢性能进行改善。综述了目前所采用或正在研究的改善氢化镁储氢性能的方法,即金属及化合物添加法,具体包括元素取代法、添加过渡金属氧化物或氟化物法等,比较了各种方法改善氢化镁储氢性能的优缺点,并指出其相关发展趋势。     

V3TiNi0．56Alx贮氢合金充放电性能和吸放氢性能研究

用自蔓延高温合成法制备了钒基贮氢合金V3TiNi0．56Alx（x=0．1、0．3），用EDXRF、XRD等方法分析了合金的组织成分，并对合金进行了充放电性能和吸放氢性能测试。结果表明：随Al含量增加，合金的最大放电容量和吸氢量均减小，但循环稳定性提高；合金的放氢平台均在0．5MPa附近，随Al含量增加，平台宽度变窄、平台倾斜度增加。     

Pd负载高度交联聚苯乙烯的制备及储氢性能

多孔材料已经被广泛地应用于储氢研究。本文研究了Pd负载的高度交联聚苯乙烯（Pd—HCLPS）储氢材料的制备及储氢性能。在超声的辅助下,通过简便的置换反应成功制备了Pd—HCLPS。Pd颗粒以纳米尺度均匀分散在聚合物中。通过调节超声时间,制备了一系列不同Pd含量的Pd—HCLPS样品。发现Pd含量是影响氢溢流的一个重要因素。相比于HCLPS,Pd的负载使Pd—HCLPS样品的储氢量增强了1．1～1．7倍。在173K,3．1MPa下,最大储氢量为1．46wt9／6。     

V基贮氢合金的研究进展

介绍了近几年V基贮氢合金的研究进展，总结出V基合金具有如下特点：室温有效吸氢量可达2.4wt％以上，吸放氢循环性能优良，室温平台压力可达几个大气压，放氢效率不高，成本较高，但有可能通过利用廉价钒铁原料制备合金的方式降低成本。同时，提出了后续研发重点。     

轻质金属-铝氢化物贮氢材料的研究进展

介绍了几种轻质金属-铝氢化物贮氢材料的吸放氢机理和研究进展.轻质金属-铝氢化物贮氢密度高,但存在动力学性能差、放氢温度高、可逆反应程度低等缺点,目前主要通过掺杂催化剂、降低材料的颗粒尺寸等方法来创提高吸放氢的速率和效率.随着研究的深入,轻质金属-铝氢化物在贮氢方面将有广阔的发展前景.     

铝对镁碳储氢材料性能的影响

在球磨法制备镁碳储氢材料的过程中添加铝,制备了储氢材料50Mg40C10Al.用透射电子显微镜、X射线衍射和差示扫描量热分析对储氢材料的粒度、结构和教氢温度进行了测定.结果表明,球磨过程中铝不储氢;添加铝能提高铗碳储氢材料的储氢密度并降低其放氢温度,50Mg40C10Al的储氢密度达5.82%(质量分数),初始放氢温度为227.4℃.